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文档简介
植物源农药
第一章植物源农药概述
第一节植物源农药的含义及分类
1.植物源农药的定义:植物源农药是指运用植物组织通过加工,或提取及人工合成活性成分
加工而成的农药。
2.生物农药的定义是:可用来防除病虫草等有害生物的生物体自身及源于生物,并可作为
“农药”的多种生理活性物质。重要包括:生物体农药和生物化学农药。
3.我国:无生物农药的概念,仅有生物源农药的概念。
生物源农药:运用生物资源开发的农药。
我国对生物农药的定义:生物农药包括生物化学农药和微生物农药。
生物化学农药必须符合两个条件:①对防治对象没有直接毒性,只有调整生长、干扰交配和引
诱等特殊作用;②必须是天然化合物,假如是人工合成,其构造必须与天然化合物相似(容许
异构体比例的差异)。
生物化学农药分为四类:信息素(外激素、利己素、利它素),激素、天然物生长调整剂和昆
虫生长调整剂、睡。
微生物农药包括:自然界存在的用于防治病虫草鼠害的真菌、细菌、病毒和原生动物或被遗传
修饰的微生物制剂。
据此定义(中国),印楝素、烟碱、鱼藤酮、天然除虫菊、昆虫天敌、转基因抗有害生物作物
均不是生物农药。
美国EPA:农药登记分化学农药、生物农药和消毒剂三大类。
生物农药:指由天然源材料制成的低风险农药,重要包括生物化学农药、微生物农药、转基因
植物农药。(包括部分矿物源和无机化工产品)
美国EPA生物农药中不包括植物源农药。若对靶标有害生物无直接毒杀作用,则为生物化学农
药,否则化学农药.
在美国,昆虫信息素、植物调整剂、辣椒素、印楝素为生物化学农药;除虫菊素是神经毒剂被
归为化学农药。
①植物类农药(天然产物)在有效成分名称后一般有“提取物”、“油”,如香茅油、冷压
印楝油、土荆芥植物提取物。
②仿生合成农药,在有效成分名称前面加“同源物”。
4.
动物体农药天敌昆虫、捕食蛾、转基因昆虫
物体农
药植物体农药转基因作物
微生物体农药真菌、细菌、病毒、线虫、微抱子虫等
生物农药
植物毒素、植物内源激素、防卫素、植物源昆虫激素、
生物体农药
异株克生物质
物化学
农药动物源生物化学农药昆虫性信息素、毒蛋白、毒素等
微生物源生物化学农药抗生素、毒素类
注:植物源农药除对病虫草鼠等有害生物具有防治效果以外,还具有刺激植物生长、果蔬保鲜
及肥效等多种特殊活性作用。
第二节植物源农药发展简史
经验主义发展时期
老式农业社会的植物源杀虫药物在农业生产实践中或处在自发性、经验性使用状态,大多使用
者知其然而不知其因此然。
1.记载植物源农药的古籍及药物(药草、石)
答:①山海经:无条毒鼠;亢木食之不蛊。②周礼•秋官司寇嘉草(襄荷),莽草(毒人
角),牡菊(野菊)③神农本草经:菖蒲、天门冬、升麻、天名精、吴茱萸、藜芦、狼毒。
农书:中国土农药志、氾胜之与、齐民要术、本草纲目、农政全书
化学农药的兴起与植物源农药的停滞
2.合成农药的长处
答:①高效②速效③以便④适应性广⑤经济效益明显
合成农药的缺陷
答:①可对人畜等非靶标生物及植物产生直接的毒害和药害
②引起环境污染,间接地危及人类的健康
③杀伤天敌,引起害虫再猖蹶及次要害虫上升
④害虫抗药性的产生
3.IPC(integratedpestcontrol):有害生物综合防治,强调两点①用经济危害阈限来决定与否有防
治的必要②着眼于整个生态环境
IPM(integratedpestmanagement):害物综合治理。三个重要观点:生态学、经济学、环境
保护学,它考虑的是整个农田生态体系,而不单是一二种病害虫害。
IPM三个基本概念:①从生态学观点出发,全面考虑生态平衡及社会安全,经济利益及防治效
果,提出最合理及有益的治理措施。②不着重害虫的消灭,二着重于害虫数量调整,到达不导
致经济危害的地步。因此在防治措施中,强调自然调整原因的运用,留下一部分害虫也许对自
然平衡反而有利。③多种防治措施的协调,但尽量采用非化学的防治法,化学防治法除非到达
经济阚限时,一般不用。
IPP(integratedagricultureprcxiuctionandprotection):综合植物保护。应用多种具有防止作
用的经济学、生态学、药物学的措施,控制有害生物于危害水平如下,重视运用自然控制原
因。
IPP目的:①综合运用自然资源和内部调整机制,最大程度的替代肥料、农药、燃料等输入,②
通过采用对人类健康安全的生态学技术,实现高质量粮食和其他商品的可持续生产。③保障农
业收入。④一般应用农业技术措施,及时清除或减少在任何地方出现的农业污染源⑤保持农业
的多种功能。
4.植物源农药的特点
答:①植物源农药,其不仅是取之于自然、用之于自然啊,并且是取之于植物,用之于植物。
更轻易到达植物界的自我修复、自我控制的目的②借助我国国粹一一中医、中草药的魅力。可
以研发出理想的植物源农药物种③植物源农药在环境中可以迅速分解,基本上可以不用考虑残
留毒害、环境污染④植物源农药既可相对有效的防治有害生物,又可综合性的支持有机生产过
程,从而生产出有机食品,是其他类农药难以比拟的。
第三节植物源农药研发现实状况(举例)
1.具农药活性植物次生代谢物质
答:重要包括糖甘类、醍类、酚类、烯菇类、香豆素类、生物碱类、木聚糖类、黄酮类
①生物碱(藜芦碱、鱼尼丁、小臬碱、马钱子碱、毒蕈碱、乌头碱、咖啡因)
许多生物碱对昆虫具有毒杀、拒食、忌避、克制生长发育、不育、抗虫、引诱等多种作用方
式。如:1.烟碱重要体现触杀,有一定熏蒸和胃毒作用。2.百部碱、苦参碱、藜芦碱对害虫兼
具触杀和胃毒作用。3.番茄贰对菜青虫除有拒食、产卵、忌避作用外,还能克制其生长发育。
②黄酮类鱼藤酮杀虫谱广,(具有和鱼藤酮类似的构造母核称为鱼藤酮类化合物)
③葩烯类1.卫矛科苦皮藤、雷公藤具有较多倍半菇类化合物,构造为二氢沉香吠喃多元酯,
其中有些物质对昆虫显示出拒食胃毒麻醉的活性。2.三菇类印楝素、拒食忌避调整生长和绝
育。
④木质素类沙地柏的鬼臼毒素和脱氧鬼臼毒素对菜青虫有较强的胃毒和拒食作用。
⑤香豆素类抗微生物活性、紫外线保护,调整昆虫和共牛菌、病原菌与植物互作反应的信号
分子。
©植物精油杀虫抑菌,对药剂增效的作用
⑦光活化毒素某些植物的次生物质在光照下对害虫的毒效可提高几倍、几十倍甚至上T格,
显示出光活化特性。除虫菊酯、番茄成。
第四节植物源农药的特点
1.植物源农药特点
答:1.环境相容性好
2.生物活性多样促生长作用肥效功能提高抗逆性防腐保鲜
3.对高等动物及害虫天敌安全
4.有害生物不易产生抗药性
5.药效较为缓和
6.生产成本相对较高
2.怎么理解植物源农药的这叫特点?
答:1.环境相容性好
植物源农药取之于自然,用于自然,在长期的进化过程中已形成了其固定的参与能量与物质循
环代谢途径,因此施用于环境中或作物上,不易产生残留,不会引起生物富集现象,最终降解
产物简朴、无毒、因此不会污染环境。
如:印楝素在紫外灯照射下的半衰期只有48min,含水2.25%时,热贮14天的分解率基本靠近
50%。苦参碱在小麦田土壤、白菜地土壤和苹果园土壤中,降解较快,半衰期为3-4d;无氟条件
下降解相对较慢,但半衰期也仅为5-6天。
2.生物活性多样
①促生长作用:苦参根浸液处理黄瓜种子,能增进株高、茎粗,叶面积,根体积的增大,小
麦穗的发育和籽粒干物质的积累。木醋液对人参根质量、根长、根粗和侧根数均有明显增进作
用,竹醋液能有效的增进黄瓜叶片、茎粗和株高的生长,明显提高黄瓜的产量。
②肥效功能:印楝素的渣可做药肥,同步印楝渣的降解产物可杀死线虫v木醋液增进水超根
系对氮肥的吸取;竹醋液能增进西红柿长势、Vc含量和糖酸比,提高西红柿品质和产量。
③提高抗逆性:芸苔素内酯、茉莉酸、水杨酸等均可诱导植物的抗逆性。
④防腐保鲜:多酚类,棚皮索和茶多酚,具有清除氧自由基,克制膜脂过氧化作用,能有效
减缓采摘后的水果蔬菜的生化活动,推迟其后熟期。
3.对高等动物及害虫天敌安全
从植物源农药的作用方式上看,般对害虫起胃毒作用或特异性作用,少为触杀作用,因此对
天敌等非靶标生物相对安全。例如印楝素对大鼠急性经口>5000mg/kg,对兔急性经皮或
眼〉mg/kg;对大鼠非致死剂量>16000mg/kg;蓄积系数>5,属于弱蓄积毒性:对皮肤无毒和过
敏性。
4.有害生物不易产生抗药性
植物源农药往往具有多种有效成分,且作用机理与一般化学农药不一样,不易使有害生物产生
抗药性。
5.药效较为缓和
就像中草药同样,大多数植物源农药的药效发挥相对缓慢,但其作用确有特点。这种特点可以
结合药物、作物及有害生物的综合环境生态反应而对有害物的种群繁衍产生深远的影响。
举例:药效缓和与其作用方式以及作用机理有关。印楝素对菜青虫具有胃毒、拒食、克制生长
发育作用,对桔二叉蛎的忌避率48小时后仍达63%o
6.牛产成本相对较高
植物源农药由于其原料来源、储存加工、制剂工艺等方面的某些特殊规定,一般状况下价格偏
高。然而,有研究表明,若整体考虑植物源农药的用药成本及其产出,则有也许由于化学农
药。
第五节植物源农药研发及应用中存在的问题
略
第二章植物源农药研发程序及措施
第一节植物源农药研发理论
植物源农药的研发方略与思绪,可从三方面理解,即:昆虫与植物的关系;植保新理论一一植
物保健与友好植保;农药发展与应用方向。
1.1昆虫与植物的关系
答:①重要性,复杂性
从数量上看,植物界和昆虫纲在种类丰需度和生物量上代表了两个非常广泛的类群。植物
是一切异养生物的基本能量来源,而其演化成的丰富多样性是动物长期取食的成果。
从应用上说,昆虫是作物和储备物的重要大敌,对昆虫与植物关系的研究深入,可以协助
人们理解昆虫为害的主线原因而有助于制定安全有效地防治方略。
③昆虫与植物的关系:营养、栖息和运送
关注昆虫与植物的斗争,尤其是植物对昆虫的防御。其防御可分为:
形态和物埋防御:绒毛、蜡质、硬度
化学防御:构成型、诱导型;忌避、拒食、克制取食、影响对食物消化和运用、影响昆虫生长
发育调整
昆虫与植物的斗争,协同进化
强调植物次生物质在植食性昆虫与植物互相关系中的重要性!
次生代谢物与植物正常生长发育没有直接关系,但在调整植物自身适应其生态环境方面具有重
要作用。
如:植物激素,作为生长发育的调整物,已成为生命的重要物质;作为化学防御机制,对食草
动物有一定的警示和防御作用,并对其他植株有生长克制作用,如引诱剂、趋避剂、拒食剂和
抗生物质。
在新植保理念和农药发展理论指导下,创制新型农药物种和安全防治措施的途径:多途径、深
层次的寻找和发现梢物自我防卫功能和自身免疫功能的信息物质和功能某础。
1.2植物保健和友好植保
以“保健植物”为主导,精细测报为前提,综合、协调处理为关键,药剂防治为补救,进行友
好植保!
1.3农药发展与应用方向
答:新的农药发展方向:环境友好优先;安全、有效并重;以便经济为辅。
详细为:农药原料天然化;评价指标多元化;生产、加工技术现代化;研究施药新技术,到达
农药使用安全化。
植物源农药新品种的创制关铤在于:生物种间、种内,生态系统的各个构成组员之间均存在着
多种多样的信息联络系统,其物质基础,即“信息物质”,就是植物源农药新品种的创制来
源。
笫二节植物源农药研究开发的般程序
1.活性物质的筛选
筛选确实定可从:①从民间经验和验方入手②从分类学入手③借鉴中草药已经有的研究成果和
有关文献的记载④从观测中发现
2.筛选样品的制备
①采集部位:研究植物的农药活性,最佳分别采集植物的根茎叶花果实种子等不一样部位全
株:烟草、博落回根:鱼藤、雷公藤、苦皮膝树皮:川楝
花:除虫菊、闹羊花种子:印楝、巴豆
②采集时间:应根据不一样植物及所要采集部位来决定,尤其是要采集花和果实,就只能依
其植物的生长发育规律而定。
③样品保管:采集的样品首先必须经植物分类学家精确的鉴定学名,然后挂上标签,上写学
名、俗名、采集时间和地点。来回后放在室内通风处晾干,再于低于60°C烘箱中烘干,粉碎
(40目筛),封包后于低温冰箱中保留,不适宜在阳光下暴晒或高温烘焙。
3.植物活性成分提取、溶剂选择的原则是防止漏筛。最佳选用极性不一样的多种溶剂构戊一
套溶剂“筛子”
提取措施:采用浸渍超声提取法
生测措施:
①杀虫活性测定:饲料混毒法、浸叶法、点滴法、浸虫法、小叶碟添加法、浸虫浸叶法(最
常用)
②杀菌活性测定:菌丝生长速率法、抱子萌发法、抑菌圈法、活体组织法、盆栽试验
③除草活性测定:种子萌发法、去胚乳小麦幼苗法、盆栽法
注:除点滴法、药膜法外,不能以溶剂提取物在接接触供试生物;浓度定量以植物干样为准。
重要措施:测定拒食活性和生长发育克制活性
叶碟法、小叶碟添加法、体重法、搜集蜜露/蜜露色斑法(斯虫、飞虱等刺吸口器
)饲料柱称重法(钻驻性害虫)电讯号法刺吸式
4.活性成分的提取一一活性追踪
4.1提取原则:以活性物质分离为目的的提取
①可以有效地提取出重要的活性成分而尽量少的提取杂质
②提取过程中尽量用温和的条件以免破坏活性成分的分子构造
③提取应和下一步的有效成分分离综合考虑,甚至提取自身就带有粗分离性质。
合适的提取溶剂。
⑤价廉、提取率高、安全
4.2重要的分离纯化措施五大类:
①根据化合物的溶解度不一样进行分离,重结晶法、沉淀法、酸碱分离法
②根据化合物在两相溶剂中的分派比不一样进行分离,两相溶剂萃取法、逆流持续萃取法、液
滴逆流层析、而速逆流层析、分派柱层析
④根据化合物的吸附能力不一样进行分离:大孔吸附树脂法、吸附柱层析、薄层层析工聚酰
胺吸附层析
⑤相对分子质量差异:透析法、凝胶过滤、超滤法
2.6农药植物资源及其活性物质的开发运用途径:
答:直接开发运用、全人工仿生合成运用、修饰合成运用、生物合成
(1)直接开发运用一般为生物收获量大,有效成分含量高,活性强且难以人工合成
的。例如:0.5%楝索杀虫乳油,0.2%苦皮藤索乳油
(2)全人工仿生合成运用、适合在生物体内含量甚微,但生物活性较高,且构造相对
简朴地化合物。早熟素。
(3)修饰合成运用、适合在植物体内含量高,活性低或毒性高的活性成分,在经简朴修
饰后,可大幅度提高活性或减少毒性,且难以合成或成本太高。甲基阿维菌素
(4)生物合成,运用生物技术进行生物合成,定向生产活性物质,经提取后加工成制
剂使用。已开展了微繁殆技术、细胞培养技术、器官培养技术、运用内牛真菌合成目的化合
物。
①微繁殖技术、卬楝、苦楝、黄花蒿、番荔枝
②细胞培养技术、烟草、印楝、除虫菊、雷公藤等植物杀虫次生代谢物
③器官培养技术、重要是根培养,包括天然根离体培养和发状根(发状根生长迅速、遗传性
状稳定、与天然根的合成能力相似)
®运用内生真菌合成目的化合物.
内生真菌:寄生在植物体内,度过整个或几乎整个生活周期而不使寄主体现任何症状的真菌,
是植物微生态中的天然构成成分。目前的研究表明植物体内均有大量的内生真菌。植物寄主可
将其遗传物质或信息传递给其内生真菌,使其在一定程度上具有和寄主相似或相似的代谢途
径。并导致其产生特定的物质。
第三节植物源农药的直接开发运用
1.直接运用:提取植物中农药活性成分,直接加工成农药制剂。如苦参碱制剂
2.植物源农药能否大规模生产,很大程度上取决于生产该农药产品植物资源的丰富程度。
3.活性成分的化学研究,研究什么?
答:①活性成分在植株中的分布。不一样的杀虫、杀菌植物,其有效成分在植株中的分布不一
样。如蛇床子、印楝等活性成分重要在种子中。
②地区性对活性成分的影响。
④长期对活性成分的影响。
⑤活性成分对光、热的稳定性。
4.影响提取的原因
答:物料细度、提取温度、提取时间、浓度差、提取溶剂
5.常用的提取溶剂:水、甲醉、乙醉
6.常用的提取措施:浸渍法、渗漉法、回流提取法。持续提取法、水蒸气蒸储法、超临界流
体提取法、超声波提取法、微波提取法
7.植物源农药制剂加工中应注意问题
答:①植物源母药的特点:
②原药的前处理:
③加入稳定剂:
④剂型的安全性:
8.怎样做到质最控制:
答:最重要的质量指标:有效成分的含量
分析措施:化学分析或仪器分析,合用于主成分明确,并已建立了对应分析措施的植物源农药
制剂。如烟碱。
生物测定:合用于活性成分为混合物,如精油。
仪器分析+生物测定:分析标志性成分含量,并与活性对照,结
合两者成果,衡量制剂质量。
第四节农药植物资源的间接开发研究
1.间接开发研究包括:生物合成、全合成或修饰合成、先导化合物优化、转基因植物研
发,以天然产物为探针发现新靶标
生物合成
2.间接开发研究举例
答:①生物合成适合与其他用途有竞争,且难以人工合成的天然产物。①运用植物细胞悬浮
培养②不定根培养③发状根培养④运用内生真菌合成目的化合物
3.为何要进行生物合成?
答:植物源农药与老式化学农药相比之下有如下缺陷:原料不稳定
①多植物源农药的活性成分是混合物,但混合物形态的不稳定性缩短了其货架期
②受到植物材料来源的影响,植物源农药产品的检测原则和生产成本会有很大波动
③由于源于自然,植物源农药可在环境中完全得到降解,但也正因如此才使得持效期很
短。
若植物源农药的有效成分供应充足、稳定,便可做到更快供货,得到单一的检测原则和更多的
施药剂量
4.与人工栽培和天然植株相比,植物细胞、组织、器官等离体培养具有如下长处:
答:①离体培养不受地理和季节变化的影响
②提供了一种确定的体系,保证了产物的持续性、均一性和产量
③可认为发现新化合物提供也许
④使下游处理更有效
⑤容许通过从廉价的前体物质转化得到新的产物
⑥通过对细胞生长的控制和对代谢过程的调整可以有效地减少成本
5.目前,成功工业化的植物次生代谢产物:人参皂甘、紫杉醇、紫草素,、黄连素
4.2全合成或修饰合成
421全合成的对象:含量低、构造简朴。如:早熟素、信息素
4.2.2活性成分的构造修饰:指以活性成分或具有相似分子母体骨架构造但活性很低乃至无
活性的成分为原料人工半合成。
天然活性成分构造修饰最成功;阿维菌素甲基阿维菌素
PS:阿维菌素高毒,制剂含量少0.3%,使用量少,稀释5000X。防治对象:杀菌、杀虫、
杀螭。胃毒触杀,不杀卵,对鱼、蚕、蜜蜂高毒。小菜蛾、菜青虫,甜菜夜蛾,根结线
虫。
甲基阿维菌素毒力更高,毒性减少,实际使用无毒性。
4.3先导化合物的优化
431先导化合物的特点:①构造新奇②有衍生化和变化构造的发展潜力,可以用作起始研
究模型,通过构造优化,开发出农药新品种
432先导化合物优化例子:烟碱(咤虫眯、烯咤虫胺、嚏嗪酮、吠虫胺)、毒扁豆碱(氨
基甲酸酯)、核恻脑(嗯庚草烷)、大蒜(抗菌剂402)、除虫菊
除虫菊酯类发展:农药学书
4.3.3以植物天然产物为先导开发新农药的特点:
答:1.长处①可提供构造新奇独特的、老式措施难以合成的化学构造,能使研究人员开阔
分子设计视野
②提供特异的、具高度专一性的新作用机制,如激素功能、行为控制功能
③对环境安全,多数天然活性物质易降解,有很好的环境行为,易于开发出高安全性的新
农药。
缺陷:①化学构造复杂,模拟合成和构造优化难度较大
②生物体内含量少,活性水平不高,作用方式类型多,增长了生物筛选的难度,轻易漏筛
③在生物体内一般以混合物形式存在,组分复杂,或者性质不稳定,以致其提取、分离和
构造鉴定工作相称繁复和困难,需要花费研究者较多精力
4.4转基因植物研发
441植物体农药:运用作物自身为载体,经基因修饰或重组而开发的农药,基体现农药活
性的转基因植物,包括体现对病虫草等有害生物有抗性的物质以及体现该物质所必需的遗
传材料。
4.5以天然产物为探针发现新靶标
举例:鱼尼丁受体研究一一邻苯二甲酰类和邻甲酰胺基甲酰胺类高效杀虫剂
第五节植物源农药生产中的综合开发运用
植物源农药的研发基本途径:在生物技术的支撑下,从生物药肥、生物能源、生化产品等
方面走综合运用研究发展之路,来优化工艺、防止三废、减少成本
1.对植物源农药残渣综合运用方案:
①木质材料残渣经无氧干储得到木焦油(苹果树腐烂病、冻猴桃溃疡病)、木醋液(药
肥,抗逆,增肥)、木炭(燃料或炭基肥)及木煤气(然料)。
②草本材料残渣可加工成药肥。
第三章植物源农药的作用方式与作用机理
第一节植物源杀虫剂的作用方式与机理
1.1问:作用方式有哪些?
答:作用方式是指杀虫剂进入昆虫体内并抵达作用部位的途径和措施。
常规:触杀、胃毒、熏蒸、内吸
特异性:引诱、拒食、趋避、调整生长发育过程等
1.1.1胃毒:杀虫剂被昆虫取食后经肠道吸取进入体内起作用的方式。
规定:不拒食,不呕吐,也不迅速排泄,而易被中肠吸取。适口性最总要。
如川楝素、印楝素、苦皮藤素、雷公藤生物碱、苦参碱。
1.1.2触杀:杀虫剂经昆虫体壁进入体内起作用的方式(细辛醒)
规定;药剂具有一定程度的脂溶性和水溶性,这样才能穿透体壁,起到活性作用。
1.1.3熏蒸:药剂以气体状态,通过害虫的呼吸作用从气门进入虫体而致使害虫死亡。规
定:药剂有一定的蒸气压,且易到达有效剂量,(g/m".h)
精油类如香茅油、柑油、辣根素
1.1.4内吸:被植物体(包括根茎叶及种苗)吸取,并可被传导运送到其他部位组织使害虫
取食进入虫体而起到毒杀作用。条件:较强的水溶性,一定的脂溶性,一定的稳定性和最
终可被分解性,较强的毒力。
烟碱、雷公藤提取物、川楝素等,在水稻上均对三化螟有内吸毒杀活性。
1.1.5拒食作用:昆虫取食分为四步:①寄主识别和定位、②开始取食③持续取食④终止取
食;凡影响一三的就是拒食剂。楝科植物拒食。
1.1.6忌避作用:施用于植物表面后,依托其化学作用,使害虫避而远之,从而到达保护寄
主植物的目的。
1.1.7引诱作用:使用后依托其物理、化学作用或其他生物学特性,将害虫引聚而运用利于
歼灭的药剂。多种昆虫信息素。
1.1.8问:生长发育调整作用。
通过导致昆虫生长发育中生理过程的破坏而调整昆虫的生长、发育、打乱其正常节律,使
昆虫不能正常生长发育、完毕世代繁殖。保幼激素类、儿丁质合成克制剂,蜕皮激素或抗
保幼激素类。熊耳草、胜红蓟提取出抗保幼激素类,早熟失去危害能力。
1.2杀虫剂的作用机理
作用机理:指杀虫剂进入虫体后与靶标的作用,即对昆虫的酶系、受体及其他物质的作
用,及由此对虫体产生的影响和后效应。
1.2.1H:植物源农药作用靶标多样性
答:植物源杀虫剂可对昆虫的神经、呼吸、等多种系统产生影响,其靶标与老式杀虫剂具有
一致性,更体现了靶标的多样性。
例如:紫苏醛、百部碱均可克制乙酰胆碱酯酶。
植物精油丁香酚、肉桂醇及茴香脑均作用于美洲大嫌和果蝇的章鱼胺受体。
香芹酚、长叶薄荷酮和百里香酚是昆虫GABAAR的别构调整剂。
1.2.2植物源农药作用靶标的特殊性
例:香芹酚瞬时受体电位通道克制剂
苦皮藤素1对甜菜夜峨的麻痹作用与其对神经元上的Ca2+信号通路有关。
菊科植物唾吩类和多块类化合物对昆虫有光氧化作用,可产生单线态氧而破坏细胞构
造,或可直接和细胞器及细胞核反应,干扰DNA复制和RNA转录。
1.2.3作用机理研究进展
①影响昆虫神经系统除虫菊素和烟碱
②影响昆虫呼吸系统鱼藤酮
③影响昆虫内分泌系统印楝素
124间:部分植物源杀虫剂的作用机理
1.烟碱问:作用靶标为nChR(烟碱样乙酰胆碱酯酶)
用于螃虫防治,触杀、熏蒸
作为乙酰胆碱受体激活剂,低浓度时.,刺激烟碱样乙酰胆碱受体,引起兴奋;高浓度时占
领受体,使神经突触传递受阻,因而中毒试虫体现持续兴奋、呼吸衰竭,直至死亡的症
状。
2问:.除虫菊素神经毒剂,靶标为电压门控型钠离子通道
除虫菊素与神经膜上钠离子通道结合后,个别钠离子通道被变构,在去极化期间使钠离子
通道启动时间延长,延长的钠电流引起负后电位去极化,在负后电位去极化到达兴奋阈值
时,发生反复后放,故展现兴奋症状。反复后放时突触引起持续刺激,导致Ach及其他神
经递质的大量释放,导致神经和肌肉活动的加强。引起这样的反复后放可在神经系统的各
个部位发生,尤其在突触的神经末端和感觉神经元,引起神经肌肉痉挛产生超兴奋,使运
动失调,最终麻痹死亡。
3.鱼藤酮
靶标为呼吸链复合体一菜粉蝶幼虫触杀胃毒
4.苦皮藤素
疑似靶标:昆虫中肠肠壁细胞质膜上V-ATPaseH亚基
5.印楝素问:以印楝素为例,论述植物源杀虫剂作用机理的复杂性
答:印楝素的杀虫机理复杂,靶标尚未明确,最重要的作用是生长发育调整。
①对昆虫神经系统的影响,对成虫羽化的克制作用被认为是干扰了中枢神经系统引起的。
能激活菜青虫口器上下颗拴椎感受器
的厌食神经原,从而克制了引起食欲的神经元信号传递:影响助食素的神经生理调制和克
制化感接受功能是与印楝素拒食活性有关的重要机制。
②对昆虫血淋巴的影响。能减少昆虫的血细胞数量、血淋巴蛋白质含量、血淋巴海藻糖和
金属阳离子浓度。
③对消化系统的影响,克制蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶;克制复合胺对中肠的刺激作用和肠
胃神经系统对中肠的控制作用,从而克制蝗虫中肠的蠕动。
④对生殖功能和遗传物质的影响。可致脂肪体中的DNA..RNA和有关蛋白质的浓度均减少;
雌成虫的卵巢、输卵管。受精囊中的蛋白质水平和多种酶的活性均减少:克制雌虫生殖腺
中的海藻糖陋的活性。
⑤对昆虫内分泌系统的影响。靶标器官重要集中在脑、咽侧体、心侧体、前胸腺等,印楝
素较轻易对这些器宜的膜质发挥作用,使细胞膜肿胀破裂,从而使得脑神经肽、保幼激
素、蜕皮激素等合成和释放受阻。
⑥作用于表皮,克制昆虫表皮几丁质的积累,使表皮几丁质含最下降,影响昆虫的脱皮过
程。
⑦其他影响引起细胞毒性及骨骼和内脏肌生理上的细微变化;作用于细胞骨架肌动蛋白,
引起果蝇发育异常和细胞相亡等细胞缺陷
124.6鱼尼丁生物碱,触杀胃毒。鱼尼丁受体村通道的调整剂,使钙通道开放而耗尽胞内
贮存钙,导致昆虫肌肉抽搐和麻痹,逐渐死亡。
第二节植物源杀菌剂的作用方式和机理
作用机理举例虎杖提取物
广谱杀真菌,提高植物抗病力(增强免疫系统)
第三节植物源除草剂的作用方式和机理
3.1作用方式
选择性、灭生性、触杀、内吸
3.2作用机理:
①化感物质增长细胞膜的透性
②影响细胞分裂、伸长和报尖的细微构造
③影响矿质离子吸取
④影响呼吸作用
⑤影响光合作用
⑥影响植物激素的活性
举例
问:
丁香油:丁香植物精油。非选择性触杀,叶面处理剂c控制地上绿色部分。经口经皮低
毒。
壬酸:扰牛儿科植物天竺葵生物酸壬酸。广谱低毒非传导性触杀除草剂,低环境风险、无
残毒。治理苔解、地钱。破坏植物细胞膜,导致细胞功能迅速丧失。
玉米熟质:土壤处理剂,释放化感物质,其代谢产物五肽除草。
松油:非选择性非传导性触杀,低毒,迅速降解除草剂。
纤精酮除阔叶杂草和禾本科杂草,使其白化。
桂树脑:单菇。克制植物生长。
P113
第四章植物源农药的环境安全性
第一节植物源农药的揖性
1.1农药的毒性
大鼠口服高毒<50中毒50-500低毒>500
慢性毒性:三致:致癌致畸致突变
1.2植物源农药的毒性
烟碱高毒
1.2.1除虫菊素无三致,
烟碱①具有一定致畸作用,如对青蛙,也对大鼠胚胎发育缓慢,影响神经发育而影响幼崽
行为
②无直接致癌作用,但其代谢产物,重要是亚硝胺类致癌,但无致突变作用。
123鱼藤酮对鱼高毒,无三致
1.2.4藜芦碱高毒靶标:电压门控型钠离子通道,但作用靶点位置与烟碱不一样;用
量少,易降解。
125印楝素低毒枳蓄系数>5,弱积蓄毒性;对皮肤无毒性过敏,对哺乳动物毒性低
第二节植物源农药的环境行为
2.1农药的环境行为
农药的环境行为是农药在环境中发生的多种物理和化学现象的统称,包括农药在环境中的
化学和物理行为。
化学行为:指农药在环境中的残留性,及其降解与代谢过程;残留性指农药施用后在环境
和生物体内残存时间与数量的行为特性,它重要取决于农药的降解性能。
物理行为:农药在环境中的移动性,及其迁移扩散规律。移动扩散是指农药从防治区向周
围环境扩散的行为。
2.2问:植物源农药的环境行为
植物源农药是环境友好的衣药,在环境中易降解、对非靶标生物安全、低毒和无污染。
举例:①卬楝素稔定性很差,轻易光解、热分解,水解时间仅7天左右。
②鱼藤酮易降解,难淋溶,轻易光解和水解・,碱性环境下分解
第三节植物源农药对非靶标生物的毒性
除虫菊素对鱼高毒
烟碱对鸟、蛙、蚤、水藻低毒
鱼藤酮对鱼高毒,其他低毒
印楝素低毒
第四节植物源农药在作物上的残留
4.1农药残留
农药残留:是指农药使用后,残存于生物体、衣副产品和环境中的微量农药原体、降解
物、有毒代谢物和杂质的总称。
4.2物源农药在作物上的残留
MRL最大残留限量
第五章植物源农药重要产品
第六章植物源农药应用技术
第一节植物源农药田间效果的评判措施
①田间药效试验:在自然条件下,通过植物种类、有害生物、有益生物等多种原因综合作
用研究农药在应用上的多种效应,理解其防治效果,使用剂量和使用技术,是综合评价农
药的使用和推广价值必须的环节。
②常用评判指标:是以害虫自身对药剂的反应(如死亡率、虫口减退率)作为评判指标。
以害虫导致的危害
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